Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 77, §2 Пирамида
№263. В правильной пирамиде MABCD точки K, L и N лежат соответственно на рёбрах BC, MC и AD, причём KN∥BA, KL∥BM. а) Постройте сечение пирамиды плоскостью KLN и определите вид сечения. б) Докажите, что плоскость KLN параллельна плоскости AMB.
✎ Запись в тетрадь
Дано:MABCD — правильная пирамида; K∈BC, L∈MC, N∈AD; KN∥BA, KL∥BM
Построить и доказать:а) сечение (KLN) и его вид; б) (KLN)∥(AMB)
б)
KN∥BA,
BA⊂(AMB) ⇒
KN∥(AMB);
KL∥BM,
BM⊂(AMB) ⇒
KL∥(AMB).
1 KN и
KL пересекаются в
K ⇒
(KLN)∥(AMB) (признак параллельных плоскостей).
2 а)
(KLN)∥(AMB),
(KLN)∩(AMD)=NP ⇒
NP∥MA (
P∈MD).
3 △MBC: MCML=BCBK;△MAD: MDMP=ADAN4 ABKN — прямоугольник ⇒
AN=BK,
AD=BC ⇒
MCML=MDMP ⇒
LP∥CD.
4 LP∥CD∥AB∥KN;
KL∥BM и
NP∥AM не параллельны.
5 KLPN — трапеция с основаниями
KN и
LP.
5 Ответ: а) трапеция KLPN; б) доказано.
Пояснение
Идея. Две пересекающиеся прямые KN и KL параллельны плоскости AMB, значит, их плоскость параллельна ей. Третью сторону сечения строим по свойству параллельных плоскостей: линии пересечения с третьей плоскостью параллельны.
- 1Прямая, параллельная какой-либо прямой плоскости (и не лежащая в этой плоскости), параллельна самой плоскости. KN∥BA и KL∥BM, обе прямые BA и BM лежат в плоскости AMB.
- 2Если две пересекающиеся прямые одной плоскости параллельны другой плоскости, то эти плоскости параллельны. Это и есть пункт б).
- 3Плоскость KLN пересекает грань AMD по прямой, проходящей через N. Плоскость AMD пересекает параллельные плоскости KLN и AMB по параллельным прямым, а плоскость AMB она пересекает по MA. Поэтому через N проводим NP∥MA до пересечения с MD в точке P.
- 4Из подобия по теореме Фалеса: KL∥BM даёт CMCL=CBCK, откуда MCML=BCBK; NP∥MA даёт DMDP=DADN, откуда MDMP=ADAN. Отношения равны, поэтому LP∥CD (обратная теорема Фалеса для угла CMD).
- 5У четырёхугольника KLPN стороны KN и LP параллельны (обе параллельны AB). Две другие, KL и NP, параллельны пересекающимся прямым BM и AM, поэтому сами не параллельны. Значит, четырёхугольник — трапеция.
Проверка. Пирамида симметрична относительно плоскости, перпендикулярной AB и проходящей через её середину; K и N, L и P переходят друг в друга, поэтому трапеция равнобедренная.